液体推进剂污染治理及泄漏防控技术

第1章 概论 001
1.1 液体推进剂定义 001
1.2 液体推进剂分类及性质 001
1.2.1 液体推进剂的分类 001
1.2.2 硝基氧化剂类推进剂 003
1.2.3 三肼及单推-3推进剂 005
1.2.4 液氢推进剂 005
1.2.5 液氧推进剂 007
1.2.6 烃类燃料推进剂 008
1.3 液体推进剂的环境污染及危害 010
1.3.1 液体推进剂的污染来源 010
1.3.2 液体推进剂的泄漏危害 012
1.3.3 肼类推进剂的毒性及危害 013
1.3.4 硝基氧化剂类推进剂的毒性及危害 015
1.4 液体推进剂污染治理对策及标准规范 017
1.4.1 清洁生产 017
1.4.2 污染物分类处置 018
1.4.3 环境质量卫生标准和污染物排放标准 019
参考文献 021

第2章 液体推进剂环境污染监测技术 022
2.1 液体推进剂气体污染监测技术 022
2.1.1 推进剂气体污染物监测指标 022
2.1.2 推进剂气体污染监测的模式 023
2.1.3 推进剂气体监测的点位布设 023
2.1.4 推进剂气体污染物常用检测技术 023
2.1.5 空气中推进剂污染检测方法 033
2.1.6 基于气体检测仪的区域监测及定位系统 044
2.2 液体推进剂水污染监测技术 046
2.2.1 推进剂水污染物监测指标 046
2.2.2 推进剂水污染监测模式 046
2.2.3 推进剂水污染监测点位布设 046
2.2.4 推进剂水污染检测方法 047
2.3 航天发射场推进剂污染监测技术展望 056
参考文献 057

第3章 液体推进剂废气处理技术 059
3.1 液体推进剂废气来源 059
3.2 吸收技术处理推进剂废气 061
3.2.1　气体吸收处理的一般设计选型原则 061
3.2.2　吸收法处理肼类推进剂废气 062
3.2.3　溶液吸收法处理二氧化氮废气 065
3.3 吸附法处理推进剂废气 070
3.3.1　吸附原理及常用吸附剂 070
3.3.2　活性炭吸附处理肼类推进剂废气 072
3.3.3　活性炭吸附处理氧化剂废气 073
3.4 等离子体技术处理推进剂废气 074
3.4.1　等离子体技术处理废气原理 074
3.4.2　等离子体光催化氧化处理推进剂废气 075
3.5 推进剂废气的燃烧处理技术 076
3.5.1　热力燃烧法处理推进剂废气 076
3.5.2　热力燃烧处理推进剂废气工艺设计 077
3.5.3　热力燃烧处理推进剂废气工程应用 081
3.5.4　低温催化燃烧处理推进剂废气 084
3.6 催化氧化/催化还原技术处理推进剂废气 088
3.6.1　空气催化氧化处理肼类废气 088
3.6.2　TiO2光催化氧化处理推进剂气体 089
3.6.3　氨催化还原处理二氧化氮气体 090
3.6.4　活性炭催化还原处理二氧化氮气体 091
3.7 生物法处理推进剂废气 093
3.7.1　生物法处理废气的原理 093
3.7.2　生物法处理氮氧化物废气 094
3.8 四氧化二氮废气冷凝回收利用技术 095
3.8.1　四氧化二氮废气冷凝回收理论计算 095
3.8.2　四氧化二氮废气冷凝回收工艺实验室小试 097
3.8.3　四氧化二氮废气冷凝回收工程装置及运行结果 098
3.8.4　四氧化二氮废气冷凝回收工艺尾气处理及其技术经济性 103
3.9 推进剂废气处理技术展望 104
参考文献 105

第4章 液体推进剂废液回收再利用及无害化处理技术 106
4.1 液体推进剂废液来源及污染 106
4.2 液体推进剂废液回收再利用技术 109
4.2.1　推进剂氧化剂回收利用技术 109
4.2.2　推进剂肼类废液回收利用技术 114
4.2.3　低温推进剂回收利用技术 117
4.3 液体推进剂废液热力燃烧处理技术 119
4.3.1　推进剂废液燃烧处理原理 120
4.3.2　燃烧炉形式的选择 122
4.3.3　废液燃烧处理试验研究 123
4.3.4 废液燃烧处理设备设计 130
4.3.5 废液燃烧处理设备运行 134
4.4 液体推进剂废液超临界水氧化处理技术 135
4.4.1 超临界水技术概述 135
4.4.2 超临界水处理偏二甲肼废液技术 139
4.5 硝基氧化剂废液吸收处理技术 147
4.5.1 工艺原理 147
4.5.2 工艺流程 147
4.5.3 工艺计算 148
4.5.4 主要设备 149
4.6 推进剂废液处理技术展望 149
参考文献 150

第5章 液体推进剂废水处理技术 153
5.1 液体推进剂废水污染来源 153
5.2 酸碱中和处理氧化剂废水 155
5.2.1 碳酸钠中和红烟硝酸废水 155
5.2.2 碱中和四氧化二氮废水 157
5.3 吸附处理推进剂废水 157
5.3.1 吸附处理推进剂废水机理 157
5.3.2 活性炭吸附处理偏二甲肼废水 159
5.3.3 凹凸棒粉剂吸附处理偏二甲肼废水 168
5.3.4 沸石及其改性材料处理偏二甲肼废水 170
5.4 氯化氧化法处理推进剂废水 171
5.4.1 常用的含氯氧化剂 171
5.4.2 次氯酸钠氧化处理偏二甲肼废水 172
5.4.3 二氧化氯氧化处理偏二甲肼废水 173
5.5 臭氧氧化法处理推进剂废水 174
5.5.1 臭氧及其特性 174
5.5.2 臭氧氧化处理肼类废水作用机理 177
5.5.3 光催化氧化处理有机物机理 182
5.5.4 臭氧-紫外线催化氧化处理肼类废水研究 186
5.5.5 臭氧-紫外线催化氧化处理偏二甲肼废水工程应用 192
5.5.6 臭氧-紫外线催化氧化处理偏二甲肼废水排水的水生物毒性试验 194
5.5.7 臭氧-紫外线催化氧化处理单推-3废水工程应用 195
5.6 湿式催化氧化法处理推进剂废水 198
5.6.1 湿式空气催化氧化处理偏二甲肼废水工艺 198
5.6.2 湿式空气催化氧化处理偏二甲肼废水影响因素 199
5.7 Fenton试剂法处理推进剂废水 202
5.7.1 Fenton试剂法处理废水基础理论 202
5.7.2 Fenton试剂法处理偏二甲肼废水 206
5.8 H2O2/UV/O3联合氧化法处理推进剂废水 208
5.8.1 工艺流程 209
5.8.2 影响因素正交试验 210
5.8.3 不同工艺组合优化 210
5.8.4 H2O2预处理的影响 211
5.8.5 紫外灯的影响 214
5.8.6 臭氧投加剂量的影响 215
5.8.7 氧化中间产物的降解效果及分析 216
5.8.8 反应动力学分析 217
5.9 推进剂废水处理技术小结 217
参考文献 219

第6章 液体推进剂泄漏危害及模拟 221
6.1 液体推进剂泄漏原因及危害 222
6.1.1 推进剂使用流程 222
6.1.2 推进剂泄漏主要原因 222
6.1.3 推进剂泄漏危害 224
6.2 推进剂泄漏过程传质分析与模拟 225
6.2.1 液体推进剂的泄漏物理过程 225
6.2.2 液体推进剂泄漏传质分析与模拟 226
6.2.3 液体推进剂的泄漏汽化模拟 229
6.2.4 推进剂气态污染物的扩散传质与模拟 231
6.2.5 泄漏模型试验验证 237
6.2.6 主要结论 238
6.3 推进剂泄漏模拟小结 238
参考文献 239

第7章 液体推进剂泄漏处理粉剂及装置 240
7.1 粉剂处理N2O4泄漏理论基础 240
7.1.1 N2O4泄漏专用处理粉剂筛选 240
7.1.2 粉剂处理泄漏的化学反应可行性 242
7.1.3 处理粉剂的结构性能要求 243
7.2 处理N2O4泄漏专用粉剂制备 246
7.2.1 推进剂污染物吸附剂制备方法 246
7.2.2 吸附剂表征方法 247
7.2.3 CaO消化法制备Ca(OH)2吸附剂及表征 248
7.2.4 均相沉淀法制备Ca(OH)2吸附剂及表征 253
7.2.5 吸附剂对氮氧化物吸附性能比较 256
7.3 N2O4处理粉剂及专用装置 258
7.3.1 处理粉剂的技术性能要求 258
7.3.2 专用处理装置 260
7.3.3 处理粉剂及装置技术性能评估 261
7.3.4 处理装置的现场评估 265
7.4 处理偏二甲肼泄漏粉剂 267
7.4.1 粉剂处理偏二甲肼泄漏理论基础 268
7.4.2 粉剂处理偏二甲肼泄漏初步筛选试验 273
7.4.3 粉剂处理偏二甲肼泄漏挥发气体定量试验 275
7.4.4 粉剂处理偏二甲肼泄漏液体定量试验 277
7.4.5 偏二甲肼泄漏处理粉剂性能及评估 278
7.5 推进剂泄漏分类及综合处理技术 280
7.5.1 泄漏分类 280
7.5.2 推进剂泄漏综合处置技术 281
7.6 推进剂泄漏处理小结 284
参考文献 285

第8章 低温推进剂泄漏及防控 287
8.1 液氢/液氧推进剂的安全性能 287
8.1.1 冻伤窒息危害 288
8.1.2 氢的危险性 288
8.1.3 氧的危险性 289
8.2 氢系统泄漏故障原因及危害 289
8.2.1 氢系统故障的主要形式 289
8.2.2 氢泄漏的危害 291
8.2.3 氢泄漏着火处理 295
8.3 氢泄漏评估 295
8.3.1 液氢溢出实验及分析 296
8.3.2 氢与空气/氧发生爆燃的计算 297
8.3.3 氢气与空气/氧混合发生爆炸的计算 298
8.3.4 氢泄漏扩散状态评估 299
8.3.5 液氢泄漏扩散数值模拟 300
8.4 氢排放的环境安全处理 304
8.4.1 氢高空排放 305
8.4.2 火炬燃烧处理排放氢气 307
8.4.3 燃烧池燃烧处理排放氢气 308
参考文献 310

附录1 常用液体推进剂物理化学性质 311

附录2 推进剂水污染物排放标准 313